煤矸石似膏体胶结充填-可行性研究报告

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1、煤矸石似膏体胶结充填可行性研究报告(此文档为WORD格式，下载后您可任意修改编辑）目录1．研究背景及目的和意义12．充填法开采煤层技术条件23．充填范围、充填采煤方式与充填系统能力确定33.1充填范围和充填采煤方式33.2充填系统生产能力与充填材料消耗量计算44．充填方式确定55．充填材料构成与技术参数65.1煤矸石作为充填骨料的可行性65.2充填材料构成95.3充填料浆技术参数96．充填工艺流程117．充填料浆制备及管道输送方案设计127.1方案设计原则127.2充填料浆制备站选择127.3充填制备系统方案设计1

2、37.3.1充填材料消耗量计算137.3.2主要设施137.3.2主要设备167.3.3总图方案设计197.4井下管道输送系统方案设计198．煤矸石似膏体胶结充填系统可行性评价218.1环境评价218.2制备系统可靠性评价228.3管道输送系统可靠性评价228.4效益评价261．研究背景及目的和意义XX矿业有限公司（以下简称“华泰公司”）是山东新汶矿业集团所属主力矿山之一，煤炭储量700万t，三采区是华泰公司主要采煤工区，位于井田东北部，采区范围东至矿井边界，边界线为F秦煤柱线，西部至F付断层，浅部为F秦与F付断层

3、交汇处，深部至F花断层。南部为F秦1及F付断层，北部为F付1断层，三采区面积2.1km2。地面标高+209.35~+224.672m，埋藏深度约-50~-1000m。可采煤层为二、四、七、九、十五、十九层煤，现主要开采二层和十五层煤。地下矿山采矿活动，不可避免的留下大量采空区，如果未及时进行处理，采空区规模越来越大，会造成采空区顶板岩层突然垮落，不仅危及井下作业安全，而且会引起上覆岩层甚至地表的一定和变形，严重时会导致地表塌陷、地裂缝等重大地质灾害，对地表建（构）筑物造成严重破坏。由于华泰公司三采区开采范围内地表为

4、村庄和农田，且铁路线近似南北、莱麻公路近似东西横穿矿区，属典型的“三下”（建筑物下，铁、公路下，水体下）资源。对这部分煤炭资源不能采用常规的陷落法开采，必须寻求能够限制地表移动和变形的新型采矿方法。充填采矿法由于能够确保“三下”开采安全，最大限度地回收矿产资源，保护地下、地表环境，在有色金属矿山和贵重金属矿山得到了广泛应用。近些年来，由于充填材料、充填工艺、管道输送装备和技术的不断进步，充填成本不断降低，充填效率不断提高，其优势日渐突出。随着煤炭价格持续在高位运行，该方法在地下煤炭矿山推广应用已成为发展趋势。鉴于华

5、泰公司三采区煤层是典型的“三下”资源，为保证地表建（构）筑物安全，充填采矿法应该是该部分资源开采的首选方法。另一方面，由于多年的强化开采，华泰公司在地表堆积了大量掘进产生的煤矸石，煤矸石山位于城镇范围内，不仅占用大量宝贵的土地资源，而且造成城镇环境和地下水污染。如果能够将这部分煤矸石彻底消化，不仅可以恢复宝贵的土地资源，创造显著的经济效益，而且会对保护环境、创建绿色矿山作出重大贡献。为解决矿山堆存的煤矸石出路，华泰公司建成了利用煤矸石制作建筑用砖的建材厂，但其处理煤矸石能力有限。如果能将煤矸石作为充填骨料，添加胶凝

6、材料形成胶结充填料浆充入井下采煤工作面，不仅可以彻底解决华泰公司“三下”26资源的安全开采技术难题，而且为煤矸石提供一条新的处理途径，经济效益、环境效益和社会效益显著，项目符合国家节能减排的政策要求。虽然中南大学和新汶矿业集团孙村煤矿合作开展了“城镇下煤柱开采煤矸石似膏体管道自流充填综合技术”研究，建成了孙村煤矿煤矸石似膏体充填制备与输送系统并投入生产应用，且经过1年多的工业运行实践证明，煤矸石似膏体充填技术安全可靠，但由于华泰公司煤矸石物理力学性质、粒级组成、化学成分、堆放时间等与孙村煤矿煤矸石不同，充填制备站距

7、充填工作面的高差和距离也与孙村煤矿完全不同（华泰公司高差更大，输送距离更短），因此华泰公司煤矸石胶结性能、煤矸石似膏体管道自流输送特性与孙村煤矿差别较大，不能简单地将孙村煤矿煤矸石似膏体充填技术移植到华泰公司，必须根据华泰公司煤矸石特性和充填开采技术条件，进行华泰公司煤矸石似膏体充填技术参数和管道自流输送特性试验研究，确定最佳的充填配比参数和管道自流输送参数，进行煤矸石似膏体充填制备与输送系统能力计算和方案设计，在此基础上完成华泰公司煤矸石似膏体制备系统和管道自流输送系统的施工设计和建设，并经过现场工业试验加以完善

8、，以达到华泰公司煤矸石似膏体充填安全、高效的目的。2．充填法开采煤层技术条件1）二层煤二层煤厚0.7~1.51m，平均厚度1.1m，开采上限为-150m，下限到F花断层煤柱，平均走向长度1203m，倾斜长度1600m，面积1.925km2，煤层倾角25°~32°。顶板岩层为深灰色泥岩、粉砂岩和浅灰色砂岩，泥岩地段稳定性较差，砂岩地段稳定性尚好。2）十五层煤十